Behovsanalys av LPWAN-enheter

(1)

Master of Science in Mechanical Engineering June 2019

Behovsanalys av LPWAN-enheter

En kvalitativ undersökning för implementering av lågenergienheter på det svenska lantbruket

.

Johan Bruce

(2)

This thesis is submitted to the Faculty of Mechanical engineering at Blekinge Institute of Technology in partial fulfilment of the requirements for the degree of Master of Science in Mechanical

engineering. The thesis is equivalent to 20 weeks of full time studies.

The authors declare that they are the sole authors of this thesis and that they have not used any sources other than those listed in the bibliography and identified as references. They further declare that they have not submitted this thesis at any other institution to obtain a degree.

Contact Information:

Author(s):

Johan Bruce

E-mail: jobd13@student.bth.se

University advisor:

Tobias Larsson

Department of Mechanical Engineering

(3)

A BSTRACT

Background.

The reason for the study is to determine whether Swedish agriculture is a suitable sector for implementing LPWAN-units (wireless data sending low energy computers). It is considered interesting to know if there is a need for this technology in the new area.

Purpose.

The purpose of the work is to find new areas in agriculture that can be made more efficient and made more sustainable by using Internet of Things (IoT). The purpose is to make a comparison of agriculture for and after implementation. The studie will form the basis for real needs where IoT can act as a helping hand and evaluate which areas within Swedish agriculture that have the greatest innovation potential, in which way IoT units can make Swedish agriculture more sustainable and how Swedish farmers want the working life in a connected environment must be structured.

Method.

To make a clear picture of which areas that are most in need of the technology, visits, interviews, a survey and idea generation have been used. The studie is based on action research and design thinking and will seek out similar research and development in the area to create a picture of what is happening in the sector. In addition, sensors need to be tested in real-world environments to determine differences and possible new innovative work processes. A test has been carried out where a current working method of measuring temperatures has been tested against the new technology. Both farmers, researchers and people working in the industry have been contacted to give their views on the area.

Results.

The result shows that there is great innovation potential in the area and that major changes can be made through the implementation of IoT and Low Power Wide Area Networks(LPWAN).

The proof that these units will influence from a sustainability perspective, however, has not been as prominent. The result also shows that the way of working for future farmers can be changed by the fact that manual controls can now take place remotely and that climate measurements near the farm using the focused IoT units are both more accurate and more appreciated by the farmer.

Conclusions.

The technology is needed in the area and more research and development should be done in the area. The units to be used should be developed according to the needs of the farmers and can thus differ markedly because the needs are different.

Keywords: Agriculture, Internet of things, Innovation, LPWAN

(4)

S AMMANFATTNING

Bakgrund.

Anledningen till studien är för att avgöra om det svenska lantbruket är en lämplig sektor för att implementera LPWAN-enheter (datasändande lågenergienheter) på. Det anses intressant att veta om det finns ett behov för denna teknik på det nya området.

Syfte.

Syftet med arbetet är hitta nya områden inom lantbruk som kan effektiviseras och göras mer hållbart med hjälp av IoT. Syftet är att göra en jämförelse på lantbruk för och efter implementering. Arbetet ska gå till grunden för verkliga behov där IoT kan fungera som en hjälpande hand samt utvärdera vilka områden inom svenskt lantbruk som har störst innovationspotential, på vilka sätt IoT-enheter kan göra svenskt lantbruk mer hållbart samt hur svenska lantbrukare vill att arbetslivet i en uppkopplad miljö ska vara uppbyggd.

Metod.

Att genom besök, intervjuer, en enkät samt idégenerering skapa en klar bild på vilka områden som är mest av behov av detta. Arbetet grundar sig på aktionsforskning och design thinking. Arbetet kommer även eftersöka likande forskning och utveckling inom området för att skapa en bild vad som håller på att hända inom sektorn. Förutom detta behöver sensorer testas i verklig miljö för att avgöra skillnader och möjliga nya innovativa arbetsprocesser. Ett test har gjorts där ett nuvarande arbetssätt av att mäta temperaturer testats mot tekniken. Både lantbrukare, forskare samt personer som arbetar inom branschen har blivit kontaktade för att ge sin syn på området.

Resultat.

Resultatet visar att det det finns stor innovationspotential inom området och att stora förändringar kan göras genom implementering av IoT. Bevisen för att dessa enheter kommer att påverka ur ett hållbarhetsperspektiv har dock inte varit lika framhävande. Resultatet visar även att arbetssättet för framtida lantbrukare kan komma att förändras genom att manuella kontroller nu kan ske på distans samt att klimatmätningar nära gården med hjälp av de fokuserade IoT-enheterna både är mer noggranna och mer uppskattade av lantbrukaren.

Slutsatser.

Tekniken är behövd inom området och mer forskning och utveckling borde göras inom området.

Enheterna som ska användas borde utvecklas efter lantbrukarnas behov och kan därmed skilja sig markant på grund av att behoven är olika.

Nyckelord: Lantbruk, Internet of things, Innovation, LPWAN

(5)

F ÖRORD

Stort tack till företaget AllBinary för att låtit mig genomföra detta examensarbete ihop med er. Tack för stöttning under tidens gång. Stort tack till min handledare Prof. Tobias Larsson för värdefulla reflektioner och feedback på arbetet. Stort tack till alla gårdar i Blekinge som tagit emot mig på besök och ställt upp med att svara på frågor och som gladeligen visat runt i sin produktion på sina gårdar. Även ett stort tack till Affärsverken för att ha låtit mig använda deras LoRAWAN-nät för tester, SLU för värdefull information, Lantmännen som ställt upp och visat upp sin digitala plattform LM2 samt till de professorer och branschpersoner som ställt upp på intervjuer. Tack!

Johan Bruce 2019-05-22

(6)

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

ABSTRACT ... III SAMMANFATTNING ... IV FÖRORD ... V

FIGURLISTA ... 0

TABELLISTA ... 1

1 INTRODUKTION ... 2

1.1 INTRODUKTION ... 2

1.2 BAKGRUND ... 3

1.3 SYFTE OCH FRÅGESTÄLLNINGAR ... 3

1.4 BEGRÄNSNINGAR ... 4

1.5 FÖR DISPONERING ... 6

2 TEORI ... 7

2.1 LPWAN ... 7

2.2 DESIGN THINKING ... 8

2.3 HÅLLBARHET ... 9

2.4 INNOVATION... 9

2.5 NULÄGESANALYS ... 10

2.5.1 Lantbruket ... 10

2.6 INSPIRERANDE FAS ... 12

2.6.1 Semistrukturerade intervjuer ... 12

2.6.2 Observationer ... 12

2.6.3 Enkäter ... 12

2.6.4 Kontext-karta... 13

2.7 IDÉGENERANDE FAS ... 13

2.7.1 Divergenta idégenereringsmetoder. ... 13

2.7.2 Konvergenta idégenereringsmetoder ... 13

2.8 IMPLEMENTERADE FAS ... 14

2.8.1 Tester ... 14

3 METOD ... 15

3.1 DEN STUDERADE ORGANISATIONEN ... 15

3.2 FORSKNINGSPROCESS ... 15

3.3 KVALITATIV STUDIE ... 17

3.3.1 Primärdata ... 17

3.3.2 Sekundärdata... 17

3.4 INITIERADE FAS ... 17

3.4.3 Enkätstudie ... 20

3.5 IDÉGENERERADE FAS ... 20

3.5.1 Divergerande idégenereringsmetoder ... 20

3.5.2 Konvergerande idégenereringsmetoder ... 21

3.6 IMPLEMENTERADE FAS ... 21

3.6.1 Tester ... 21

4 FORSKNING OCH UTVECKLING INOM OMRÅDET... 23

(7)

4.1.1 Forskning ... 23

4.1.2 Företag ... 23

4.1.3 Svenska staten och dess organisationer ... 24

4.1.4 Tidigare studier ... 24

4.1.5 Organisationer ... 24

4.2 INTERNATIONELLT ... 24

4.2.1 Forskning ... 24

4.2.2 Företag ... 25

4.3 FORSKNINGSGAP ... 26

4.4 VAL AV PARTER TILL NULÄGESANALYS ... 26

5 RESULTAT ... 27

5.1 INITIERADE FAS ... 27

5.1.3 Enkätstudie ... 32

5.2 IDÉGENERERANDE FAS ... 34

5.2.1 Divergerande idégenereringsmetoder ... 35

5.2.2 Konvergerande idégenereringsmetoder ... 37

5.3 IMPLEMENTATIONSFAS ... 38

5.3.1 Respons från lantbrukaren ... 38

5.3.2 Resulterande grafer från tester ... 38

6 ANALYS ... 40

6.1 ANALYS AV DAGENS LANTBRUK ... 40

6.2 ANALYS AV DATA OCH INFORMATION FRÅN INTERVJUER, ENKÄTER OCH OBSERVATIONER. ... 40

6.3 ANALYS AV RESULTAT FRÅN IDÉGENERERINGSMETODER ... 41

6.4 ANALYS AV INDATA FRÅN TESTER ... 41

6.5 ANALYS AV SVENSKA LANTBRUK EFTER IMPLEMENTERING AV IOT-ENHETER. ... 41

6.6 UTMANINGAR ... 43

6.7 VINSTER AV TEKNOLOGIN INOM DET SVENSKA LANTBRUKET. ... 43

7 SAMMANFATTNING ... 44

7.1 SAMMANFATTANDE DISKUSSION ... 44

7.2 STUDIENS BIDRAGANDE ... 44

7.3 KRITISK REFLEKTION AV STUDIEN ... 44

8 FÖRSLAG TILL FRAMTIDA FORSKNING ... 45

8.1 FÖRSLAG FÖR FRAMTIDA FORSKNING ... 45

REFERENSER ... 46

9 APPENDIX A ... 48

(8)

F IGURLISTA

Figur 1………..5

Figur 2………...7

Figur 3………....14

Figur 4………14

Figur 5………....16

Figur 6………18

Figur 7………....24

Figur 8………....25

Figur 9………33

Figur 10………..34

Figur 11………..35

Figur 12………..37

Figur 13………..…38

(9)

T ABELLISTA

Tabell 1………...8

Tabell 2………10

Tabell 3………11

Tabell 4………15

Tabell 5………26

Tabell 6………27

Tabell 7………28

Tabell 8………29

Tabell 9………30

Tabell 10………..31

(10)

1 I NTRODUKTION

I detta kapitel finns en introduktion till arbetet samt en diskussion om problemområdet. Avsnittet är även till för att ge förklaringar till de forskningsfrågor som undersöks samt varför dessa anses relevanta. I och med storleken på området lantbruk och Internet of Things görs vissa begränsningar, dessa beskrivs och motiveras i kapitlets slut. Kapitlet avslutas med en dispositionsförklaring.

1.1 Introduktion

De svenska lantbruken ställs inför många olika typer av utmaningar. Det vanligt att läsa om hårdare konkurrens mellan svenska bönders produktion och importen av utländska varor. Värdet på de jordbruksvaror och livsmedel som Sverige importerar idag är nästan dubbelt mot vad vi själva exporterar[1]. En bonde tar hand om stora arealer mark på egen hand, i vissa fall med fåtal anställda och de svenska gårdarna blir större och färre till antal vilket medför mer ansvar över större områden.[2]

Med så stor yta på så få personer kan det svårt att bevaka allt manuellt. Exempel på viktiga kontroller är för att undvika bränder, detta syntes 2018 som blev ett tufft år för svenska lantbrukare då hettan slog till och skapade bränder på många håll i Sverige.

De senaste åren sprids fler och fler produkter i vardagen som berättar för användaren vad som sker i en närvaro där denna inte befinner sig. Till exempel en ringklocka till ytterdörren som signalerar dem som bor där när någon ringer på klockan även om ingen är hemma. Kylskåp som är uppkopplade mot internet och berättar vad som behöver inhandlas. Denna teknik kan existera inom en mängd olika områden och listan med exempel där den kan implementeras kan göras lång men den gemensamma nämnaren är sakernas internet, även kallat Internet of Things (IoT). Enkelt förklarat så är det små paket i en kombination där en dator, en antenn och en sensor arbetar tillsammans för att känna av värden i dess omgivning och meddela detta till en mottagare[3]. Detta bidrar till ett situationsanpassat agerande istället för ett proaktivt och kan bidra till ett förenklat arbetssätt och utveckling av nya produkter och tjänster.

Dessa dataströmmande enheter kan kopplas upp via olika typer av förbindelser där mängder av olika varianter av fasta och trådlösa datauppkopplingar existerar[4]. 2015 fanns det 13,4 miljarder uppkopplade enheter i världen och detta förväntas öka till 38 miljarder enheter till 2020[5]. Det som gör teknologin intressant är dess anpassningsförmåga beroende på användningsområde samt att olika uppkopplingar och data kan användas och skickas på beroende av användarens behov.

Tekniken skapar nya möjligheter för användare och företag och kan implementeras på både befintliga och nya produkter. Företag skulle kunna i ett produktutvecklingsstadie välja att implementera en IoT- enhet i produkten och möjligtvis ta sin produkt och tillfredsställa nya behov. Privatpersoner kan även välja att koppla upp en redan befintlig ouppkopplad produkt vilket gör att den kan kommunicera med användaren från distans och ge värdefull information utan att den manuellt bevakas.

Vi har i Sverige ett lantbruk som står inför framtida utmaningar, vad händer om detta kombineras med IoT? Det nordiska ministerrådet för fiske och vattenbruk, jordbruk, livsmedel och skogsbruk lyfte under sommaren 2017 fram digitaliseringen av jordbruk som ett viktigt område för bioekonomins utveckling[6]. Detta arbetet kommer undersöka om ett segment inom IoT har en chans att påverka det svenska lantbruket, vilka behov som idag behövs, hur skulle detta IoT-segment kunna bidra ett mer hållbart lantbruk och hur det är att arbeta på en uppkopplad gård.

IoT är ett teknologiskt område som kan använda sig av två huvuduppkopplingar för att skicka data, trådlöst och fast. Dessa två kategorier kan sedan delas in i subkategorier där varje uppkoppling har sin typ av egenskap som bidrar till för- och nackdelar. Detta arbete kommer fokusera på lågenergienheter som mäter data och som har kapacitet att skicka denna data till en mottagare som befinner sig kilometer, ibland mil, från enheten. En djupare förklaring om detta kan läsas i rapporten samt en kort argumentation varför just detta typ av IoT-segment fokuseras på[7].

(11)

1.2 Bakgrund

Företaget AllBinary AB arbetar i dag inom IoT-sektorn med utveckling av olika typer av sensorer och tjänster för att automatisera processer och skapa nya lösningar med hjälp av uppkopplade enheter som känner av sin omgivning om meddelar detta till sin mottagare. Företaget har tre huvudsektorer, Internet of Everything (IoE, som är en utökad version av IoT), transport och Alpha lab där den första och den sistnämnda är de områden som denna studie går in på. Företaget vill utforska nya affärsområden där IoT kan implementeras. Det anses intressant att om behovet finns möjligen utveckla enheter riktat mot lantbrukssektorn. Utmaningen är att man inte är medveten om lantbrukssektorn är ett lämpligt område att inta eller om det ens finns ett behov av att använda uppkopplad utrustning här. Företaget vill undersöka detta behov, hur stor innovationspotentialen är samt arbets- och hållbarhetmässiga skillnader som kan förekomma vid en implementering av dessa. Företaget önskar att undersökningar görs på vilka utmaningar som lantbruket står för idag, vilken forskning och andra aktörer som bedrivs inom området, undersökningar och intag av information från svenska lantbrukare genom till exempel intervjuer, besök och observationer samt enkäter för att skaffa en bred kunskap om dagens läge. De önskar även att en analys görs av det resultat som framställs för att kunna föreställa sig det framtida uppkopplade lantbruket.

Då, som nämnt i stycket ovan, företaget inte arbetar med området idag har denna studie genomförts till stor del på egen hand av skribenten. Detta har skett efter samråd med företaget innan studiens start.

Företaget har under studiens gång bistått med vägledning och viss tekniskt samråd när det upplevts från skribentens sida att detta behövts.

1.3 Syfte och frågeställningar

Syftet med arbetet är att genom besök, intervjuer, idégenerering samt enkäter till både nuvarande och framtida skapa en klar bild på vilka områden som är mest av behov av detta och vilka behov svenska lantbrukare har av teknologin. Arbetet ska, i så god utsträckning som det går, undersöka vilka skillnader som uppstår när teknologin implementeras och vilka konsekvenser detta skulle kunna få i framtiden.

De frågeställningar som ska besvaras i arbetet är:

a) Hur stor är innovationspotentialen för IoT inom det svenska lantbruket?

Innovation kan finnas inom flera olika områden och då detta arbete fokuserar på IoT inom svenskt jordbruk kommer även forskningsfrågan fokusera på detta. Det vill säga att den möjliga innovationspotentialen som fokuseras är vilka områden som långenergienheter inom IoT kan medföra ett nytänkande av problemlösande produkter och tjänster som inte finns på dagens marknad. Denna fråga kommer stå som grund till att forskningen kring dem behov som lantbrukare har, och som kan lösas/förenklas med hjälp av IoT-enheter. Det svenska lantbruket benämns ha goda förutsättningar för innovation men en svår tendens till mottagandet av introducering för ny teknik på grund av skeptiskt tänk angående området hos målgruppen[6]. För att skapa en innovativ process inom området behövs lantbrukarnas behov bli hörda och produkter utvecklade utefter detta.

b) På vilka sätt kan långenergienheter inom IoT bidra till ett mer hållbart svenskt lantbruk?

Hållbarhet är ett ämne som flitigt diskuteras och som ofta får stort fokus i utvecklingssamband. Det är viktigt vid utveckling av ny teknik i ett befintligt område att analysera detta ur ett hållbarhetsperspektiv för att se om några förändringar kan ske vid implementering av den fokuserade tekniken. Frågan ska gå till grund vilka möjligheter som finns där lågenergienheter kan bidra till att vissa aktiviteter eller metoder inom lantbruk blir mer hållbart än tidigare. Denna fråga går hand i hand med fråga a) och kommer

(12)

analysera de nya innovationsområden som framkommer ur svaren på fråga a). I detta arbetet kommer tester göras på en eller fåtal gårdar med riktigt sensorer.

c) Hur skulle arbetslivet i en uppkopplad gård kunna se ut efter implementering av tekniken?

Denna fråga är viktig för att få reda på vad svenska bönderna tycker om det möjligen kommande arbetssättet samt hur de vill att detta ska fungera utifrån ett användarperspektiv. För att svenska lantbrukare ska gynnas av en kommande IoT-implementerad arbetsdag måste undersökningar göras på vilka arbetsmässiga skillnader som kommer ske för en lantbrukare i en denna värld. Underliggande frågor till denna forskningsfråga kan vara; vilka nuvarande rutiner skulle kunna ändras? På vilka sätt kan IoT göra förbättringar? Finns det några nackdelar för lantbrukarna?

1.4 Begränsningar

Detta arbetet kommer bestå av en behovsanalys för om den nämnda tekniken är behövlig inom det svenska lantbruket och då inom vilka områden som dessa anses lämpliga att implementeras inom. På grund av detta kommer inte en lösning till ett specifikt problem presenteras, utan arbetet kommer fungera som en vägledning för fortsatt forskning. Detta påverkar bland annat den design thinking och aktionsforskningsmetod som är tänkt att bli använd då dessa är ansedda att ta fram en konkret lösning snarare än ett område i behov av nya lösningar. Studien har som avsikt att bygga enheter och testa dessa på plats hos lantbrukare för att observera upplevelsen hos användaren.

Området IoT är väldigt brett och hela området kommer inte undersökas. Den typ av utrustning som detta arbetet fokuserar på är dem enheter som kopplas upp trådlöst och placeras på avskilda ställen där de mäter värden och skickar små bitar data till mottagaren, även kallade lågenergienheter med lång sändningsräckvidd. Anledningen till denna begränsning är då skribenten har fått störst kunskap om dessa enheter själv samt att arbetet måste begränsas teknologimässigt för att hinnas med tidsmässigt. Den typ av sensorvärden som dessa enheter kommer mäta under tester har begränsats till vad lantbrukaren har ansett intressant ur deras produktion. Mer om teknologin går att läsa i teorikapitlet.

En viktig del i arbetet är medvetandet om att digitalisering inte är lika med IoT. Under arbetets gång har det upptäckts att en digitaliserad gård förknippas med att vara lika med IoT men där lantbrukare och andra branschintressenter ofta tänker på mjölkrobotar, datorer som för statistik och datoriserade traktorer när de hör ”Den digitaliserade gården”, vilket inte stämmer helt överens med ”Den uppkopplade” gården med sina avlägset placerade sensorer och sin långa batteritid. Sensorerna som kommer tittas på i detta arbete är de enheter som kan placeras på en avlägsen plats utan trådbunden el- och nätverksdrift. Data som skickas via enheten kommer inte vara kontinuerligt strömmande data. Enheten mäter av ett värde, skickar data och somnar sedan in tills nästa gång data ska mätas.[6, s. 8–9] Det finns mängder av IoT- teknologier ute på marknaden, det är viktigt att understryka att detta arbete endast fokuserar på behovet av enkortsdatorer och dess implikationer på det svenska lantbruket.

(13)

En ofrivillig begränsning som skett i arbetet är at olika typer av branschförbund, organisationer, företag och professorer kontaktats som ofta benämns som viktiga personer inom utvecklingen av det uppkopplade svenska lantbruket. Det har dock visat sig vara svårt att få dessa intresserade av att vilja delta och visa sina synpunkter i ett examensarbete även fast fler kontaktförsök har gjorts. Om du som läsare anser att skribenten borde tagit kontakt med ovan nämnda är det mycket möjligt att detta skett men att intresse eller av andra anledningar inte visats tillbaka.

En annat område som inte kommer ha huvudfokus i arbetet är säkerheten kring data och personuppgifter som skickas under drift. Det finns alltid risk att personer med kunskap om hacking kan utföra detta och komma åt känsliga uppgifter. Detta kommer hållas i baktanke under arbetets gång men kommer inte få extra uppmärksamhet, arbetets huvudfokus är som skrivet tidigare själv implementeringen och användningsområdet av tekniken på det svenska lantbruket.

Figur 1. Beskrivning av det fokuserade området samt dess överkategorier inom digitalisering.

LoRa LPWAN (Low

Power Wide Area Network)

Internet of

Things (IoT)

Digitalisering

(14)

1.5 För disponering

1. Kapitel ett i denna studie introducerar läsaren för problemet som finns samt en bakgrund till varför företaget anser att detta är ett viktigt område att utforska. Syftet samt frågeställningar som ska besvaras finns även med i detta kapitel samt de begränsningar som gjorts.

2. I kapitel två presenteras den metod som använts för att lösa problemet och motiveringar till varför vissa metoder valts finns med

3. I tredje kapitlet finns den teori med som ska ge läsaren en bättre förståelse om de olika områdena som finns med i denna studie.

4. Kapitel fyra presenterar den forskning och utveckling som skett inom samma eller liknande områden.

5. I femte kapitlet presenteras de resultat som studien kommit fram till. Dessa är baserade på kvalitativa undersökningar som gjorts under processens gång.

6. Kapitel 6 analyserar dem resultat som framkommit i tidigare kapitel och presenterar teorier om varför vissa data uppmätts samt möjliga teorier till hur resultaten kan komma och påverka det framtida lantbruket.

7. Kapitel 7 sammanfattar arbetet och det går här att få slutgiltiga svar på de frågor som ställts under arbetets gång.

8. Kapitel 8 föreslår framtidforskning som anses intressant att fortsätta inom.

(15)

2 T EORI

Följande kapitel kommer att beskriva om de genomgångna faserna som använts under arbetet. Kapitlet fokuserar på att förklara begrepp som finns genomgående i arbetet och vad dessa faser innebär i praktiken. Detta kapitel börjar med en nulägesanalys för det svenska lantbruket samt de problem som detta område ställs inför idag. Kapitlet avslutas med förklaring av viktiga begrepp som studien fokuserar på.

2.1 LPWAN

Low Powered wide area network/Lågenergi- och långdistans-nätverk, LPWAN, är ett uttryck som används för den teknik som detta arbete fokuserar på. Det är ett samlingsnamn för många olika nätverkstekniker som används för att sända data trådlöst till en mottagare. Det finns många subkategorier till tekniken och de har ett par gemensamma faktorer; enheterna befinner sig till stor del i ett sovande länge och vaknar till liv ibland och mäter data, denna data skickas sedan iväg och enheten somnar in och inväntar nästa mätningsläge. Detta gör energianvändningen i enheten maximeras och batteritiden blir lång. Den andra gemensamma faktorn är att enheterna har lång räckvidd för att skicka iväg data.

Teknikerna skiljer sig på ett sådant sätt att batteritid och räckvidden varierar beroende på typ av teknik.

Alla LPWAN-tekniker har olika karaktärsdrag i bandbredd, spektrum, överföringshastighet och strömförbrukning och detta gör dem lämpliga inom olika områden.

Fördelningen under LPWAN består av cellulär IoT(NB-IoT) samt icke cellulär IoT. Cellulär IoT benämns med flera subkategorier och några av dessa är: CAT1, CAT0, CAT M1 och CAT M2. De tre första har en bandbredd mellan 20-1,08 MHz och en överföringshastighet mellan 10-1 MHz. CAT M2 ligger på en överföringshastighet på 190 KHz och en överföringshastighet på 200 Kpbs. Den icke cellulära IoT:n har värden som liknar CAT M2 men skillnaden på dessa är att nätet som cellulär IoT använder sig ofta är operatörsstyrd och har en något högre bandbredd medan den icke cellulära IoT:n inte kräver licenser från en operatör utan ses som mer öppen[8].

Under den icke-cellulära IoT tekniken finns två underkategorier, LoRa och SigFox. Sigfox är en nätverksoperatör där man som användare betalar en abonnemangskostnad för att använda tjänsten. LoRa kan byggas och placeras på eget bevåg och är därför inte knutet till en operatör på samma sätt[9].

Det är av stor vikt att inse att olika nät är bättre lämpade för vissa saker, om hög responstid är viktigt bör ett nät med hög överföringshastighet väljas. 5G är ett exempel på låg responstid minimeras och hög överföringshastighet maximeras vilket gör det lättare att överföra data snabbt trådlöst mellan olika anknytningspunkter, exempel på när teknologin är extra intressant är för att kontrollera maskiner trådlöst från andra länder samt att strömma videodata i hög kvalité. Nätet ägs dock av en operatör likt de andra cellulära IoT-teknikerna[9], [10].

Tabell 4. Specifikationer för de olika IoT-teknikerna[8, s. 5]

LPWAN

Cellulär IoT Icke-Cellulär IoT CAT1 CAT0 CAT M1 CAT M2 LoRa SigFox Bandbredd 20 MHz 1.4 MHz 1,08 MHz 180 KHz 125 KHz 0,1 KHz Överföringshastighet 10 Mbps 1 Mbps 1 Mbps 200 Kbps 10 Kbps 100 Kbps

Effekt 23–46

dBm 23–30

dBm 20 dBm 20 dBm 20 dBm 20 dBm

(16)

I detta arbete kommer LoRaWAN (Long Range wide area network) att användas. Anledningen till detta är följande:

• LoRaWAN har som styrka att det drar väldigt lite energi under drift, en enhet mäter data, skickar den och somnar sedan in för att invänta nästa tid då en datamätning ska göras. Tack vare detta kan batterier räcka en längre tid, till och med flera år, innan de behöver bytas igen.

• Tekniken är trådlöst och på så sätt kan enheter placeras på platser dit ingen markburen el är dragen.

• Tekniken kräver en gateway för att kunna ta emot trafik, detta medför en extra kostnad men kan medföra att täckning skapas på en plats där det inte funnits trådlös täckning tidigare.

• Tekniken passar sig bra där inte kort responstid är i huvudfokus utan snarare lägre kostnad, hög anpassningsförmåga och öppenhet för användaren att göra ändringar.

• Nätverket som används har ligger på ett lägre frekvensband. Förutom att det skapar en låg energiförbrukning skapar det även stora räckvidder. Vad det gäller frekvensbanden ligger dessa mellan 867–869 MHz i Europa. Distansrekordet för att sända data över detta nätverk är 70 mil.

Detta är givetvis under perfekta förhållanden, en vanlig användare kan räkna med ett par kilometer i täckningsradie[11][12].

• Nätet finns på flera ställen i Karlskrona och ägs av Affärsverken som har gett tillstånd att använda nätet för tester under studiens gång.

Enheterna har en möjlighet att bli implementerade i system. Detta kan användas för att skapa ett högre mervärde då produkterna då integreras i fler aktiviteter. Beroende på systemens funktion så kan dessa grupperas in enligt figur 5. Här visualiseras det första steget som något primitivt med en sensor som mäter data som meddelar en mottagare, medan steg 4 inkluderar en automatiserad process med självdiagnostierande och åtgärdande aktiviteter[13].

Figur 2. Fyra olika nivåer av integrerade smarta IoT-enheter.

2.2 Design thinking

Design thinking är en problemlösningsmetod som fokuserar på att hitta nya lösningar genom att genomgå olika faser. Denna process anses lämplig att använda då inget svar finns på en fråga. Faserna består av en iterativ process som består av informationsinhämtning från omvärlden samt den kommande användaren för att sedan skapa nya idéer som implementeras i den verkliga miljön och som sedan analyseras. De tre huvudstegen i denna process är initierade fas, idégenererande fas samt implementation. Anledningen till att Design thinking valts är att den anses väldigt bra för att skapa meningsfulla lösningar för dess framtida användare samt att den passar utmaningen som getts då målet är att interagera med användarna för att lyssna till deras behov och att skapa en lösning utefter detta[14].

1

Monitorering

•Sensorer kan mäta av produktens skick samt omgivnade klimat samt kan larma och skicka notifikationer.

2

Kontroll

•En mjukvara kontrollerar enhetens funktion och anpassar den efter personliga krav.

3

Optimering

•De två tidigare stegen medföra att algoritmer kan optimera

funktionalliteten på enheten.

4

Automation

•En kombination av de tre tidigare stegen leder till självdiagnostisering och ett autonomt tillvägagångssätt för drift.

(17)

2.3 Hållbarhet

För att strukturera upp vilka synvinklar som denna studie fokuserar på när det gäller hållbarhet används 3 hållbarhetsprinciperna nedan. Dessa principer är framtagna för att se till att den nuvarande generationen kan tillgodose sina behov utan att äventyra framtida generationers förmåga att kunna tillgodose sina. Genom att följa dessa principer kommer vi

Arbetet kommer att analyseras utifrån:

1. Koncentration – Naturen utsätts inte för systematiskt ökande av koncentrationer av ämnen från berggrunden.

2. Samhällets produktion – Ämnen som skapas i samhället sprids systematiskt inte i naturen.

3. Undanträngning – Naturen är inte ett föremål för ökande undanträngning med hjälp av fysiska metoder av biologisk mångfald eller systematisk manipulation[15].

2.4 Innovation

Innovation är ett mått på att göra något på ett nytt sätt än vad som tidigare gjorts. Ordet innovation härstammar från latin och har sin grund i ”något nytt”. Det kan förklaras som nya idéer, produkter, tjänster och processer och kan ibland upplevas hos företag som något riskfullt och ett nytt område att utforska. Det handlar om för företag att omvandla en idé med hjälp av processer till en fungerande produkt, tjänst eller process[16].

Inspiration

•Utforska

•Rama in problemet

•Interagera

Idégenerering

•Idégenerera

•Prototyp

•Utveckla

Implementation

•Analysera

•Utveckla

•Skapa system

Figur 3. Beskrivning, samt förenklad bild, av den process som design

thinking innebär.

(18)

2.5 Nulägesanalys 2.5.1 Lantbruket

2.5.1.1 Dagens Lantbruk

Det märks att det svenska lantbruket är på väg in, och på har redan på många ställen kommit långt, i digitaliserade verktyg för att underlätta för arbetare på gården. Det är inte ovanligt att se investeringar på gården i form av digitaliseringshjälpmedel på traktorer och mjölkrobotar i ladugårdar, dock har det visat sig under detta arbetets gång att få lantbrukare har kännedom om energisnåla IoT-enheter som kan känna av sin omgivning och meddela detta till lantbrukaren utan att den själv behöver befinna sig på plats. Ofta genomförs kontroller av lantbrukets produktion med manuell okulär undersökning och då lantbruken blir större men färre till antal kan det finnas en risk till att det blir svårare att hålla koll på hela produktionen och hinna med att genomföra alla manuella kontroller[17]. Den kvantitativa undersökningen som gjorts under detta arbete samt de observationer som skett vid besök av lantbruk visar att många fortfarande tar avgörande beslut baserat på manuella kontroller samt förvaltar framtida uppgifter genom pappersnedskrifter eller baserat på hur och när det gjorts tidigare. Det svenska lantbruket idag är på väg in i en mer och mer digitaliserad arbetsvardag där maskiner som utrustas med datorer, väderleksrapporter kan beskådas via hemsidor, maskiner för att mjölka kor och på senare tid även drönare för att underlätta analyser av fält och grödor. Även om digitaliserade hjälpmedel på lantbruket har funnits en tid så är det först på senare år som resultatet av dessa kunnat samlas in och analyseras vilket kan ge underlag till förändringar och förbättringar[6].

Vi har lantbrukare som är beroende av temperaturer, vind och nederbörd på sina egna marker där det visat sig under besök och intervjuer under detta arbete att dessa skaffar sig denna information med hjälp klimatbaserade regionsrapporter. Rapporter som visar temperaturer för en region men som nödvändigtvis inte behöver inträffa i det lokala klimatet på gården. Om lantbrukare skulle kunna se precisionsdata över sina egna marker, hur skulle framtidens lantbruk se ut då?

2.5.1.2 Problemdiskussion

Digitala enheter som skickar data har ett stort användningsområde, detta begränsas mer eller mindre endast på användarens behov. Med detta sagt skulle datasändande enheter möjligtvis kunna hjälpa svenska lantbrukare inom många områden. Det svenska lantbruket är ofta nämnt i vardagen som ett viktigt men mödosamt arbete. Området står inför många utmaningar men samtidigt finns aktörer på marknaden, främst i utlandet, som börjat utveckla plattformar för att möjliggöra mottagning av data från IoT-enheter[18]. I Sverige går det något långsammare och några av de största hindren att ta sig runt är inom utbildning, lönsamhet, teknikutveckling och affärsmodeller. Vad det gäller lönsamheten är det viktigt att tekniken utvärderas beroende både på stora och små gårdar. Det behövs även göras mer forskning och utveckling inom sensorer, mätning och hur hela processen ska fungera. Det saknas även demonstrationer på så kallade demo-gårdar där tekniken presenteras och kan inspirera andra intresserade lantbrukare att våga ta steget till att testa. Samtidigt ställs dilemman på vem ska ha äganderätt över data om den levereras till plattformar samt hur denna data kan komma att användas. [6].

Vi lever idag i ett Sverige där befolkningsmängden växer och förväntas öka med ca 40-50% de nästkommande 100 åren[19]. Detta betyder att en större mängd matvaruprodukter kommer omsättas och samtidigt ställa nya frågor för export, import och inhemsk produktion. Ett alternativ är att vi utökad arealerna för tillverkning av jordbruksprodukter, ett annat är ökad import vilket då även ökar transportsträckorna som livsmedel färdas, ett tredje skulle kunna vara tillverkning av en större mängd råvaror på samma yta som idag.

Förutom detta lever vi även i en värld där länderna i Europa stod för 25% av den totala världsbefolkningen men som runt år 2060 förväntas stå för 5%[20]. Detta betyder att populationen i vår omvärld ökar i en annan takt än vad som sker i Europa. En ökande internationell population skulle kunna ge möjligheter i export av jordbruksvaror till andra länder som även skulle kunna gynna Sverige ekonomiskt. Den ökade produktionen sätter press på livsmedelsproduktion och det är av stor vikt att se

(19)

till att den produktion som sker idag utvecklas för att kunna möta framtidens behov. Detta kräver nya tillvägagångssätt för lantbruksproduktion.

Figur 4. Statistiska centralbyråns prognos för folkmängd i Sverige 2018–2120[8]

Ett annat problem för dagens lantbrukare är påverkan från väder och klimat då produktionen är beroende av detta. Sommaren 2018 var ett mardrömsår för lantbrukare där grödor förstördes och priset på foder dubblerades på flera ställen i Sverige. Väderleksprognoser skickas ut till regioner av riket men frågan är om dessa kan göras mer detaljerade så att de stämmer överens med den enskilde lantbrukarens närliggande klimat? Vid fältbesök som gjorts vid arbetets gång har det uppmärksammats att omgivande klimat runt gården är något som oroar lantbrukarna mycket men när faktorer som temperatur, fuktighet/nederbörd och sol ska kontrolleras görs detta manuellt av lantbrukaren. Många av de lantbrukarna som deltagit i detta arbete är intresserade av klimatet för just sina fält och marker men har sällan nulägesrapporter för omgivande klimat eller tydlig statistik och historik på detta från tidigare år.

Under de besök som gjorts under förstudie och huvudstudie har det uppmärksammats att det är få anställda på stora arealer inom lantbruk och att få använder sig av digitala hjälpmedel. Detta gör att när manuella kontroller ska ske görs detta ofta av okulär besiktning. Detta är kontroller som skulle kunna bytas ut mot digitala instrument och på så sätt förhoppningsvis minska på transporter, ge en bättre historik och statistik från tidigare år samt förhållningsvis underlätta arbetsvardagen för lantbrukaren.

Det som upptäckts under studien är att mycket av den erfarenhet som finns hos en lantbrukare kommer från att lära sig av sina misstag. Det vill säga av erfarenhet och egna lärdomar som sparas hos den enskilde lantbrukaren och som sedan appliceras vid samma eller liknande aktiviteter. En motsvarighet hade varit en databas att falla tillbaka på vid beslutstagande, istället för ett en person på ett lantbruk använder sina erfarenheter även kan falla tillbaka på historik, statistik och nulägesanalys för sina egna marker för att ta beslut när vissa aktiviteter ska genomföras.

Vid lantbruksproduktion är det viktigt att se till att ekosystemet inte blir skadat utan att en så pass hållbar produktion som möjligen går hålls. Om vårt svenska ekosystem inom lantbruk skadas riskerar vi att få försämrade förutsättningar för att tillgodose våra mänskliga behov, bland annat mat. Det är därför viktigt att de svenska lantbruken förvaltas på ett sådant sätt att det finns goda förutsättningar för både vår generation och kommande[21]. Vid besök under arbetet har det uppmärksammats att lantbruk ofta kräver maskiner för att klara av de tunga arbetena, men även att lantbrukaren behöver göra kvalitetskontroller av råvaror för att de ska kunna levereras vidare och processeras.

(20)

2.6 Inspirerande fas

Under den inspirerande fasen är huvudfokus att skaffa förståelse för utmaningen som getts: Vad är problemet? Vad finns det för möjligheter? Vad har förändrats? Det är viktigt att under detta steg få in så mycket information i studien som möjligt och detta kan göras via litteratur, intervjuer, enkäter eller observationer. Under denna fas är det bra om antalet synvinklar som problemet attackeras ökas samt att flera olika synsätt blandas in, t.ex.: ur ett ingenjörsmässigt perspektiv samt ur ett hållbarhetsmässigt [22, s. 40–41]. Det är viktigt att studien byggs upp på ett sådant sätt att det sätter dess framtida användare i fokus och att allt utvecklas för deras användande. Hög empati och förståelse för användaren är viktigt och detta behövs i utvecklingssyfte för att kunna ta fram en lösning som utvecklare som fyller de behov som användaren har. Att försöka dela känslor, upplevelser och skaffa en djupare förståelse för hur utmaningen påverkar användaren. Det är viktigt att inte blanda in egna känslor och värderingar utan att försöka se problemet ur användarens ögon[14].

2.6.1 Semistrukturerade intervjuer

Intervjuer har ansetts viktiga som informationskälla i detta arbete då fysiska möten med en intresseperson ofta ger bra inspiration och information. Intervjuer anses lämpliga vid kvalitativa studier och genomförs oftast mellan två personer via ett fysiskt möte, telefon eller videomöte. Intervjuerna har varit semistrukturerade vilket ger en röd tråd i konversationen men som ändå ger spelrum för kandidaten att svara och prata öppet. Semistrukturerade intervjuer upplevs sällan som ett förhör utan snarare som ett strukturerat och professionellt samtal. Intervjuerna fokuserar på att få information om vad intressepersonen vet, vad de gör eller vad de tänker och känner om ett specifikt ting. Under intervjuerna anses det viktigt för personen som intervjuar att lyssna mer än att prata för att lyckas fånga upp specifika detaljer under samtalet som anses extra intressanta, att ställa frågan neutralt och på ett lättförståeligt sätt då det är viktigt att personen som intervjuas för rätt förståelse får vilket svar som eftersöks samt att denne inte känner att frågan är känsligt laddad, att ställa öppna frågor som inte leds i en specifik riktning då detta kan påverka svaren samt att det inte anses lämpligt att tillfredsställa intervjuarens förhoppningar på svaren samt att visa intresse och ha roligt under intervjun för att visa engagemang[23, s. 284–287].

2.6.2 Observationer

Observationer är vanligtvis förekommande i fall i utforskande faser och under ostrukturerade former för att hitta information om vad som händer i olika situationer eller under en viss aktivitet. Observationer kan användas stödjande för att samla in data och information till en studie. I denna studie har en observationsmetod med deltagande använts där den som observerar tar sig in i den observerade gruppen fysiskt och delar erfarenheter. Under denna tid memoreras och noteras hur det hur den observerade gruppens beteende är samt deras språk och agerade. I vissa fall vill observeraren stå utanför och titta på, men id etta fall stärks stärks av att deltagande av sociala aktiviteter kan endast ses värdefulla genom att delta i den sociala aktiviteten själv. Det har blivit klargjort från början av observationen att den observerande personen kommer att i akta den intressanta personen/gruppens beteende[23, s. 321–327].

2.6.3 Enkäter

För att få in data från ett större omfång personer valdes en enkät att skickas i ett yrkesforum för svenska lantbrukare. Det första klustret är dagens lantbrukare och dessa valdes då det är dessa som arbetar i dagens lantbruk och har mycket erfarenhet och kunskaper att dela med sig av. Det är dessa som är tänkt att vara framtidens användare av de digitala enheterna fokuseras i arbetet och det anses därför viktigt att få mycket input från många så många möjliga användare som möjligt för att kunna skapa en generell bild om dagens lantbrukare, deras utmaningar samt deras tro på den uppkopplade gården. Denna enkät skickades ut via ett yrkesforum för lantbrukare online. [23, s. 276–279].

(21)

2.6.4 Kontext-karta

En kontext-karta består av olika typer av teman som kommer upp när det diskuterade ämnet kommer på tal. Det är en karta med där det fokuserade området sätts i fokus och delar som påverkar detta området placeras runt om för att visa att de är viktiga och interagerar med huvudområdet. En kontext-karta är en konvergerande metod för att identifiera 8 huvudsakliga områden av det nuvarande problemet eller utmaningen. Genom att dessa huvudsakliga områden blir kända är det lättare att ställa bättre frågor och leta på rätt ställen när det gäller information och är en bra metod att starta ett projekt med för att skapa fokus hos personen/gruppen som ska lösa utmaningen[24, s. 62–64].

2.7 Idégenerande fas

För att kunna skapa nya produkter och tjänster behövs en idégenererande fas för att skapa dessa. Det finns olika typer av idégenereringsmetoder att använda och alla har olika styrkor och svagheter.

Idégenereringsfasen tillsätter både bränsle och möjligheter för att bygga prototyper och för att skaffa innovativa nya lösningar till den givna utmaningen. Denna fas är även det tillfälle som ges för att bevisa att den data och information som kommit in i studien under den initierade fasen varit tillräcklig. En rik initierande fas ger goda förutsättningar för den bra idégenerering. Det är även viktigt att titta förbi alla självklara lösningar och allt som anses normalt. En bra grund är att satsa stort och att tänka utanför boxen. Andra positivt bidragande faktorer i denna fas är att skapa volym och variation, att utforska nya områden samt att dela med sig av sina idéer och tankar till resterande medlemmar i gruppen. Det finns olika typer av idégenereringsmetoder och det är positivt att kombinera flertal metoder med olika egenskaper för att få högre effekt av denna fas. Vissa metoder skapar en stor mängd idéer medan andra skapar idéer av kvalité, så kallade divergenta och konvergenta idégenereringsmetoder. [14, s. 3] [22, s.

90–91].

2.7.1 Divergenta idégenereringsmetoder.

2.7.1.1 How might we?

En av de divergenta idégenereringsmetoder som använts har varit ”How might we?” vilket är en metod där en fråga grundas som ska besvaras med hjälp av frågor. Detta skapar en stor mängd förslag på hur problemet kan lösas grundar sig i 4 olika steg:

1. Definiera problemet

2. Formulera en idégenereringsfråga.

3. Besvara frågan med en mängd olika svar.

4. Variera svaren och bygg subkategorier på de svar som redan finns [22, s. 94].

2.7.1.2 Mindmapping

Metoden är ett sätt att visualisera idéer och tankar som kommit under studiens gång. Det fokuserade området sätts i mitten på ett papper och pilar dras utifrån detta till områden som har observerats eller anses vara relevanta. Metoden är ett sätt att strukturera upp saker som uppkommit under initieringsfasen på ett sådant sätt att de kan besvara frågor. I denna studie användes mindmapping på ett sådant sätt att det visualiserade olika områden där uppkopplade enheter skulle kunna ha en stor chans att göra en påverkan med tanke på de forskningsfrågor som arbetet ska besvara [14].

2.7.2 Konvergenta idégenereringsmetoder

2.7.2.1 Kategorisering

Under denna fas användes de idéer som uppkommit under den divergenta idégenereringsmetoden för att kategorisera alla dessa idéer i grupper. Olika poster som hade liknande teman buntades ihop och på så sätt kunde ett stort antal idéer göras till färre men mer innehållsrika. Detta gör att de idéer som skapats

(22)

nu kan användas för att se en tydligare bild av hur en möjlig lösning skulle kunna se ut samt vilka områden som anses mer viktiga än andra[22].

2.8 Implementerade fas 2.8.1 Tester

För att kunna göra tester behöver en lösning implementeras hos en användare. Den lösning som kommer testas kommer att baseras på den information som framkommer i den initierande fasen och som sedan tagits fram som förslag under idégenereringsfasen. Att skapa prototyper är viktigt för att vi ska kunna testa lösningarna i verkligenheten och lära oss mer av användandet. Det som är viktigt med en prototyp är att inte fastna för en om den inte fungerar på tänkt sätt. Ibland kan flera prototyper tas fram och tid bör läggas på den som visar sig vara bäst lämpad efter testad implementeringsfas och huvudsyftet med prototypen är att få feedback på användandet[22, s. 108–109]. Det är viktigt att under testerna ta reda på vad användaren känner och hur upplevelsen har varit under samt efter testerna blivit gjorda. Tester ska göras genom att visas för användaren och låta dessa använda dem utan att förklara minsta lilla detalj om hur de fungerar utan istället låta användaren lära sig själv av prototypen. Testpersonen måste få interagera med prototypen och bör observeras under denna fas ytterligare information att addera till studien. Detta kan även förklaras som att prototypen i sig bör kännas som en upplevelse som användaren från reagera fritt på snarare än en förklaring som användaren ska utvärdera, därav vikten att inte ge för mycket information i ett tidigt stadie[14, s. 6].

(23)

3 M ETOD

I detta kapitel finns det beskrivet vilka tillvägagångssätt som har använts under arbetets gång samt varför dessa tillvägagångssätt har valts. Metoderna diskuteras och argumenteras varför dessa anses vara lämpligast. I metoden finns bland annat information om den studerade organisationen, tillvägagångssättet för forskningen, förklaring för de kvalitativa och kvantitativa metoder som använts samt information om data.

3.1 Den studerade organisationen

Studien har gjorts genom att studera flera olika företag och intressenter inom området där dess gemensamma intresse har varit lantbruk. Bland dessa finns företag som arbetar allmänt med utveckling inom IoT, företag som arbetar med utveckling av IoT samt företag eller organisationer som arbetar med utveckling inom lantbruk. Den huvudsakliga studerade organisationen har varit lantbruk och gårdar. De besök som har gjorts har gjorts på gårdar i Blekinge och totalt har 7 gårdar med olika typer av produktion samt av olika storlek besökts under projekttiden. De svenska lantbruken som studerats har både varit mindre och storskaliga. De mindre gårdarna har till stor del håll sig till gårdsförsäljning och de större som leverantörer till större företag. Den huvudsakliga faktorn är att de båda lever på sin produktion tack vare av att andra aktörer köper deras råvaror. Lantbrukarna är beroende av handelsföretagen för att kunna sälja sina råvaror, och handelsföretagen som i ser till att råvaran blir färdig att sälja i butik är beroende av Lantbrukarna. Lantbrukare måste även se till att råvarorna håller tillräckligt god kvalité för att kunna levereras, detta innefattar bland annat bakterier hos animalieprodukter samt kvalité på vegetabiliska produkter[25].

3.2 Forskningsprocess

Upplägget på arbetet är efter aktionsforskning med inslag av design thinking.

Anledningen till att dessa metoder valts att bli följda är att arbetet tänkt att försöka förbättra något under tidens gång där det idag inte finns lösningar. Andra modeller som finns tillgängliga som mallar för uppbyggnad av rapporter saknar i vissa fall upplägget för att utveckla nya produkter och tjänster samt att försöka förbättra nuvarande arbetssätt. Aktionsforskning innehåller steg som analysering av dagens metoder där en analys av hur det fungerar idag görs, en planering för reaktions där nya idéer skapas som kan förbättra dagens arbetssätt, samt en observerationsfas för att analysera hur den implementerade idén fungerar[23, s. 199–201]. Arbetet har genomförts i följande faser:

(24)

Tabell 1. Den forskningsprocess som använts under studiens gång.

Design thinking Aktionsforskning

Initierande fas 1. Definiera problemet

2. Beskriv situationen

3. Inlärning om om nuläget för det svenska lantbrukarna samt teknologin.

4. Inlärning om pågående arbete, utveckling samt forskning.

5. Intag av data och information från enkät till lantbrukare, observationer på lantbruk samt intervjuer av lantbrukare, forskare och intressepersoner.

6. Sammanställning av intervjuer, observationer och enkät samt leta efter samband.

Idégenererande fas 7. Idégenerering som bygger på den information som fåtts under intervjuer, Implementerande fas 8. Introducera en förändring: Framtagning av

IoT-enhet efter behov som uppfattats i tidigare steg.

9. Övervaka förändringen: Tester av IoT-enhet på lantbruk med tillhörande intervju för att få information om känslan av användandet.

10. Analys av tester, observationer, enkäter och tester. Detta används för att kunna hitta möjliga områden där tekniken är användbar i det svenska lantbruket.

11. Slutsats och diskussion av resultat.

Dagens lantbruk använder sig vanligen inte av den teknologi som detta arbete fokuserar på, därför är tanken att arbetet ska försöka förbättra dagens behov inom det svenska lantbruket med hjälp av dessa datasändande lågenergienheter. Detta kommer genomföras genom att skribenten kommer analysera hur dagens lantbruk fungerar idag genom besök samt intervjuer av gårdar och intressepersoner. Processen kommer genomgå flera olika steg, till en början kommer en initierande inspirationsfas startas där insikter och samlas från alla möjliga synvinklar. I detta steg kommer olika typer av behov, tender och teknologier att försökas hittas. Inledningsvis kommer utmaningar som lantbrukare har i sin arbetsdag att försökas hittas vid besök samt intervjuer. Behov kan hittas under intervjuer eller under upptäckter som sker vid besök på lantbruk, exempel på upptäckter kan vara behov som lantbrukaren vet om och delar med sig av, problematik som lantbrukaren berättar om men som han/hon inte själv upplever som ett behov, att lantbrukaren arbetar runt ett problem genom en alternativ lösning eller att personen i fråga beskriver en lösning till ett behov men att behovet egentligen är annat än beskrivet. Dessa upptäckter kommer antecknas ner och analyseras för att ligga som grund till att användarnas behov möts av med en lösning.

Efter detta kommer en idégenereringsprocess påbörjas där informationen från den tidigare inspirationsfasen kommer användas som grund för att skapa möjliga lösningar på de behov som finns.

Detta har gjorts med hjälp en mix av konvergenta och divergenta idégenereringsmetoder. Observera att detta arbete fokuserar på vilka områden som lågenergienheter inom IoT möjligen skulle kunna ha en positiv påverkan inom lantbruk som skulle kunna avhjälpas med, det betyder att ingen specifik lösning på ett enskilt behov kommer presenteras i arbetet. I det sista steget i att komma fram till en möjlig lösning testades en lågenergienhet på en gård utanför Jämjö, Karlskrona. Detta testet gjordes för att kunna mäta av precisionen jämfört med dagens metoder samt för att få feedback från lantbrukaren om användandet.

(25)

3.3 Kvalitativ studie

Kvalitativa studier har valts till detta arbete för att få en djupare förståelse av ett färre antal intressepersoners upplevelser och erfarenheter. Kvalitativ forskning anses lämpligt när undersökningens ska försöka förstå ett fenomen där svaren inte består av kort mångfald i data. Att en kvalitativ studie valdes var då detta ansågs mest lämpligt på grund av att skribenten var tvungen att använda sig av observationer, fritt formulerade svar från intressepersoner, intervjuer och riktade enkäter till ett fåtal personer för att kunna skapa en effektiv och givande idégenereringsprocess. Det fanns även mål att de svar som skulle ges under insamlingen av information till arbetet skulle bestå av förklaringar och observationer snarare än stora mängder data[26, s. 123–125]. Anledningen till att en kvantitativ studie inte valdes som tillvägagångssätt var för insamlingen av så stora mängder data som fokuserar på mängd istället för djup ansågs som inte lämpligt för arbetets bästa. Huvudfokus har inte varit att fokusera på hur ofta något sker eller andra kvantitativa variabler som ålder, kroppslängd, vikt , antal eller längd utan snarare, som beskrivet ovan, djup, upplevelse och erfarenhet som inte huvudsakligen kan beskrivas med siffror[26, s. 122–123].

3.3.1 Primärdata

Den primära data som använts i denna undersökning har kommit från informationsinsamling har kommit från observationer, de delvis strukturerade intervjuerna samt enkäter som skickats ut till intressanta yrkesforum. Den primära datan anses viktig för att arbetet ska bygga på information som samlats in i syfte till just denna studien och inte på information som kommer från andra parters undersökningar till arbeten.[23, s. 359–364]

3.3.2 Sekundärdata

För att skaffa sig kunskap om vad andra företag och organisationer arbetar med inom detta eller liknande områden har rapporter använts till viss del. Denna litteratur har antingen handlat direkt om IoT inom lantbruk, om IoT eller lantbruk i sig. Denna data kan användas för att ge insikt i nya områden men det är viktigt att vara medveten om att den kan ha blivit skapad i annat syfte samt besvara andra typer av frågor än vad detta arbete syftar på att undersöka och göra[23, s. 359–364].

3.4 Initierade fas

3.4.1 Semistrukturerade intervjuer

Intervjuer som gjorts under detta arbete har genomförts med personer som har stor kunskap om branschen. Intervjuer har strukturerats delvis öppna med inledande frågor men ge den intervjuade chans att ge öppna svar. Att ställa öppna frågor har ansetts väsentligt för att kunna uppfatta utmaningar som lantbrukare ställs inför i arbetsdagen. Öppna frågor tenderar till att ge den intervjuade större frihet att tala och under denna tid noterades utmaningar som sades. Detta görs för att kunna hitta behov hos lantbrukaren som denne har idag och som möjligtvis skulle kunna avhjälpas med hjälp av IoT. De intervjuer som gjorts med forskare är för att få en bild av hur forskare anser om ämnet och deras syn och framtidstro på lågenergienheters möjligheter inom det svenska lantbruket. I tabell 1 nedan visas en sammanställning på de parter som deltagit i intervjuer, vissa av dessa har skett i samband med observationer och platsbesök. Under arbetets gång har flertal företag och organisationer blivit tillfrågade att bli intervjuade för detta arbete, i flera fall har inte svar eller intresse visats från motparten av okänd anledning, det är alltså fler parter än vad som visas i tabell 1 som efterfrågats att delta. Med tanke på de forskningsfrågor som ställts är det inte med säkerhet som de intervjuade kan besvara alla frågor, till exempel är det svårt för en professor att besvara frågan hur en svensk lantbrukare önskar att arbetslivet ska vara på en uppkopplad gård.

(26)

I de tre första intervjuerna har inte klienterna känt sig bekväma med en inspelad intervju. Därför har små anteckningar tagits på intervjun under dess gång samt att memoarer har sparats för att antecknas ned direkt efter när svaren från klienten fortfarande varit färska.

Tabell 2. Sammanställning på parter samt detaljerad information om intervjuer som gjorts under arbetets gång.

Intervju Part Område Datum Längd

(h) Dokumentation

1 Lantbrukare

(Mindre gård, getter) Lantbrukare (Getter, mejeri) och har utvecklat egna IoT- applikationer som använder LoRaWAN som kommunikationsmedel.

2019-

03-19 1 • Fysiskt möte

• Ej inspelad

• Mötesnoteringar tagna

2 Lantbrukare (Stor

gård, kött)) Lantbrukare, använder sig idag av vissa digitala hjälpmedel som men inte den teknik som detta arbetet fokuserar på.

2019-

• Ej inspelad

• Mötesnoteringar tagna.

3 Lantbrukare (Stor

gård, blandbruk) Lantbrukare som till viss del arbetar vintillverkning i Sverige. Producerar vindruvor som är en gröda som är extra känslig för (t.ex) temperatur.

2019-

• Ej inspelat

4 Företagsrepresentant Skriver publikationer inom Innovation och har gjort flertal undersökningar inom svenskt lantbruk och hur området IoT skulle kunna påverka det svenska lantbruket.

2019-

03-26 0,5 • Telefonintervju

• Inspelad

5 Professor Forskare på SLU inom

grödor, växtsjukdomar och mikro/makroklimat och dess skillnader

2019-

04-25 0,5 • Telefonmöte

• Inspelad

6 Professor Forskare på LTU med

fokus på industriell elektronik. Kunnig inom olika nät, IoT och sensorer.

2019-

05-02 0,5 • Telefonmöte

• Inspelad

(27)

3.4.2 Observationer

För insamling av information till arbetet har dessutom platsbesök där observationer gjorts. Detta har genomförts i samband med intervjuer och har skett på gårdar och torp i Blekinge. Anledningen till att gårdar i Blekinge har valts är då de befunnit sig nära orten där studien genomförts. Gemensamt för alla gårdar är att de producerat råvaror till antingen gårdsförsäljning eller till större matvaruproducenter för vidare processering. Gårdarna har ett omfång av olika typer av produktion, från lamm, getter och ägg till spannmål, mejeriproduktion eller animalier. Gårdarnas omfång är från tiotals hektar till hundratals och anledningen till att detta valts är att få så stor bredd på informationsomfånget som möjligt. Givet är att det finns skillnader på mindre och större gårdar vad det gäller produktion, verksamhet och ekonomi.

Observationer har genomförts för att få ett stort inflöde av olika typer av intryck för att skapa underlag till en bred idégenereringsprocess om var datasändande lågenergienheter skulle kunna ha en påverkan.

Observationerna har skett genom ett inledande samtal där lantbrukaren getts tillfälle att berätta öppet om sin gård samt hur denna sköter sina arbetsuppgifter under en dag. Efter detta har lantbrukaren visat runt på sin gård och förklarat funktioner och aktiviteter som sker. Vid guidade turer har det ansetts svårt att ta skriftliga noteringar på plats, därför har den guidade tagit minnesnoteringar på intressanta visningar under turen som sedan antecknats ner efter avslutat besök. De guidade turerna har till stor del lämnats öppna men följdfrågor för att få mer information om vissa benämnda saker har ställts för att få en ökad förståelse.

Observationstillfälle nummer 2 skiljer sig något från resterande observationsplatser. Anledningen till att detta ansetts intressant är för att ägarna har ett intresse av att i framtiden implementera IoT-lösningar på sin gård för insamling av data och försöker själva bygga och implementera egna lösningar på datasändande lågenergienheter. Detta är den enda gård som visat kunskap på datasändande lågenergienheter innan observationstillfället. Gården fanns inte till kännedom vid detta arbetets start utan hittades av en slump via ett försäljningsforum för lantbruksprodukter till privatpersoner. Under detta besök ställdes frågor angående hur det är att arbeta i en uppkopplad gård samt vilka möjligheter ägarna ser. Då en ej uppkopplad gård besökts med liknande produktion besökts dagen innan noterades skillnader på produktion och skillnader i mentalitet och möjligheter hos lantbrukarna extra noga vid besöken.

Tabell 3. Sammanställning på de platsbesök och observationsplatser som gjorts under arbetets gång.

Besök Part Område

(Huvudsakligen) Datum Längd

(h) Dokumentation

1 Mindre gård

(Östra Karlskrona)

Lantbrukare

(Äggproduktion) 2019-03-

15 1,5 • Fysiskt möte

• Ej inspelad

2 Mindre gård

(Västra Blekinge)

Lantbrukare (Getter,

mejeri) 2019-03-

• Ej inspelad

3 Lantbruk

(Östra Blekinge)

Lantbrukare (Mjölk) 2019-04-

08 1 • Fysisk träff

• Ej inspelad

4 Lantbruk

(Östra Karlskrona)

Lantbrukare (Kött) 2019-04-

• Ej inspelad